The current dominant paradigm for robotic manipulation involves two separate stages: manipulator design and control. Because the robot's morphology and how it can be controlled are intimately linked, joint optimization of design and control can significantly improve performance. Existing methods for co-optimization are limited and fail to explore a rich space of designs. The primary reason is the trade-off between the complexity of designs that is necessary for contact-rich tasks against the practical constraints of manufacturing, optimization, contact handling, etc. We overcome several of these challenges by building an end-to-end differentiable framework for contact-aware robot design. The two key components of this framework are: a novel deformation-based parameterization that allows for the design of articulated rigid robots with arbitrary, complex geometry, and a differentiable rigid body simulator that can handle contact-rich scenarios and computes analytical gradients for a full spectrum of kinematic and dynamic parameters. On multiple manipulation tasks, our framework outperforms existing methods that either only optimize for control or for design using alternate representations or co-optimize using gradient-free methods.


翻译:目前机器人操纵的主导范式涉及两个不同的阶段:操纵设计和控制。由于机器人的形态和如何加以控制是紧密相连的,联合优化设计和控制可以显著改善性能。现有的共同优化方法有限,无法探索丰富的设计空间。主要原因是,在接触丰富任务所需的复杂设计与制造、优化、接触处理等实际制约因素之间取舍。我们通过为接触觉悟机器人设计建立一个端到端的不同框架,克服了其中的若干挑战。这个框架的两个关键组成部分是:一种新型的基于变形的参数化,允许以任意、复杂的几何法设计清晰的硬体机器人,以及一种不同的僵硬体模拟器,能够处理接触丰富的情景,并用全方位的动态和动态参数计算分析梯度。关于多种操纵任务,我们的框架超越了现有方法,这些方法只能优化控制或使用替代式演示或使用梯度自由方法共同优化设计。

0
下载
关闭预览

相关内容

区块链白皮书(2020年),60页pdf
专知会员服务
91+阅读 · 2021年1月5日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习Primer,122页pdf
专知会员服务
106+阅读 · 2020年10月5日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
“CVPR 2020 接受论文列表 1470篇论文都在这了
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17日
Extended Tree Search for Robot Task and Motion Planning
Dual-Arm Adversarial Robot Learning
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月15日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月14日
VIP会员
相关VIP内容
区块链白皮书(2020年),60页pdf
专知会员服务
91+阅读 · 2021年1月5日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习Primer,122页pdf
专知会员服务
106+阅读 · 2020年10月5日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
“CVPR 2020 接受论文列表 1470篇论文都在这了
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员